(57)【要約】【課題】  短時間に殺菌処理することができ且つ殺菌剤の残留する虞のないプリフォーム殺菌方法を提供する。【解決手段】  プリフォーム１は口部２を下にした倒立姿勢で水蒸気殺菌が行われる。水蒸気殺菌はプリフォーム１の内面１ａに向けて水蒸気を噴射することにより行われ、殺菌条件は、PETプリフォーム１のガラス転移点温度を挟んで、プリフォーム１の内面１ａがガラス転移点温度以上の温度を所定時間継続し且つプリフォーム１の外面１ｂがガラス転移点温度よりも低い温度を維持するように設定される。水蒸気殺菌が終わった直後に共通のノズル管３を使って無菌エアを噴射して除水が行われる。【選択図】  図２
2007111886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリフォームからプラスチック容器を成形した後に該プラスチック容器に飲料を充填する一連の工程に前記プリフォームを殺菌する工程を含み、
該プリフォームを殺菌する工程が、水蒸気を前記プリフォームの内面に向けて噴射する水蒸気殺菌工程を含み、
該水蒸気殺菌工程では、前記プリフォームの外面の温度が該プリフォームの材料のガラス転移点温度よりも低い温度を維持しつつ前記プリフォームの内面の温度が該プリフォームの材料のガラス転移点温度以上の温度を所定時間継続する条件で実行されることを特徴とするプリフォーム殺菌方法。
【請求項２】
前記水蒸気殺菌工程の直後に、前記プリフォームの内面に向けてガスを噴射して除水する除水工程を更に含む、請求項１に記載のプリフォーム殺菌方法。
【請求項３】
前記ガスの噴射が前記プリフォームの中に挿入したノズル管によって行われ、
該ノズル管が前記プリフォームとの関係で相対移動しながら前記プリフォームの内面に向けてガスを噴射する、請求項２に記載のプリフォーム殺菌方法。
【請求項４】
前記水蒸気の噴射が前記プリフォームの中に挿入したノズル管によって行われ、
該水蒸気を噴射するノズル管と前記ガスを噴射するノズル管とが共通のノズル管で構成される、請求項３に記載のプリフォーム殺菌方法。
【請求項５】
前記水蒸気の噴射が前記プリフォームの中に挿入したノズル管によって行われ、
該水蒸気を噴射するノズル管と前記ガスを噴射するノズル管とが別のノズル管で構成される、請求項３に記載のプリフォーム殺菌方法。
【請求項６】
前記プリフォームの口部を下にした倒立姿勢を保ったままで前記水蒸気殺菌工程及びその直後に前記除水工程が行われる、請求項４又は５に記載のプリフォーム殺菌方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリフォーム殺菌方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
果汁飲料、コーヒー、清涼飲料水、ミネラルウオータなどの飲料は，一般的に、ＰＥＴボトルで代表されるプラスチック容器に充填して消費者に提供される。近時、同一施設内でプリフォームからプラスチック容器を成形し、成形したプラスチック容器に飲料を充填することが行われ始めている。図１は、プリフォームからプラスチック容器に内容物を充填してキャッピングするまでの工程図である。図１を参照して、プリフォームはこれを加熱して成形可能な状態にした後にブロー成形によって容器の形状に形作られる。成形後のプラスチック容器は洗浄・殺菌の工程を経て、例えばミネラルウオータなどの飲料が充填され、次いでキャップで密封される。
【０００３】
プリフォームは、包材メーカから一般的には未殺菌の状態で供給されることから、プリフォームを成形する前の準備工程としてプリフォームの殺菌が行われる。この殺菌に関し、特許文献１は、従来例として殺菌液にプリフォームを浸漬し、殺菌液から引き上げたプリフォームに乾燥加熱エアを吹き付ける殺菌法を挙げた上で、過酸化水素ガス、酸化エチレンガス、オゾンガスなどをプリフォームに接触させる殺菌方法を提案し、この殺菌法によれば殺菌液を除去する工程が不要であるという利点を主張している。
【０００４】
特許文献２は、プリフォームを製造した後、このプリフォームをブロー成形するまでの間つまりプリフォームを保管している間に汚染されるのを防止するために、成形直後のプリフォームが高温状態のときに密閉することを提案し、また、成形後のプリフォームに殺菌剤を投入して内部を殺菌した後に密閉することを提案している。
【特許文献１】特開２００１−２１２８７４号公報
【特許文献２】特開平９−１３６３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で指摘しているように、プリフォームを殺菌液に浸漬した場合、その後の除液が不完全であると、このプリフォームから作ったプラスチック容器に不良品が発生する確率が高くなる。また、特許文献１が提案する過酸化水素ガスなどを使って殺菌したときには、過酸化水素がプリフォームに残留してしまう可能性を否定することができない。
【０００６】
また、特許文献２のように、プリフォームを密閉した場合、プリフォームからプラスチック容器を成形する前段階でプリフォームから密栓を取り除く工程が必要となるため作業効率の点から好ましくない。
【０００７】
本発明の目的は短時間に殺菌処理することができ且つ殺菌剤の残留する虞のないプリフォーム殺菌方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の技術的課題は、本発明によれば、
プリフォームからプラスチック容器を成形した後に該プラスチック容器に飲料を充填する一連の工程に前記プリフォームを殺菌する工程を含み、
該プリフォームを殺菌する工程が、水蒸気を前記プリフォームの内面に向けて噴射する水蒸気殺菌工程を含み、
該水蒸気殺菌工程では、前記プリフォームの外面の温度が該プリフォームの材料のガラス転移点温度よりも低い温度を維持しつつ前記プリフォームの内面の温度が該プリフォームの材料のガラス転移点温度以上の温度を所定時間継続する条件で実行されることを特徴とするプリフォーム殺菌方法を提供することにより達成される。
【０００９】
すなわち、本発明によれば、水蒸気を使った殺菌のため殺菌剤が残留する虞が全く無いことは勿論であるが、プリフォームのプラスチック材料のガラス転移点温度を挟んで、プリフォームの外面がガラス転移点温度よりも低い温度を維持していることから、プリフォームの内面をガラス転移点温度以上の温度まで蒸気加熱したとしてもプリフォームが変形する虞の無い状態で初期の殺菌を実行することができる。本発明により設定できる殺菌条件を満たす時間は比較的短時間であることから、プリフォームを短時間に殺菌処理することができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態では、前記水蒸気殺菌工程の直後に、前記プリフォームの内面に向けてガスを噴射して除水する除水工程を更に含む。これによれば、プリフォームの内面を蒸気殺菌した直後に除水が行われるため、蒸気殺菌に伴うプリフォームの含水率の上昇を抑えることができ、したがってその後のプラスチック容器を成形するときの成形性を阻害してしまうのを防止することができる。
【００１１】
除水工程では、プリフォームの内面を除水するためのノズル管を相対的に移動させながら行うことでプリフォームの内面に付着した水蒸気を的確に外部に排出することができる。この除水を行うノズル管を使って上記の水蒸気をプリフォームの内面に噴射すれば、プリフォームの水蒸気殺菌及びその直後の除水を行う装置を簡素化することができ、また、水蒸気殺菌工程と、その後の除水工程との間の時間を短縮できるため、プリフォームの含水率の変化を抑えることができる。勿論のことであるが、除水を行うノズル管と水蒸気をプリフォームの内部に噴射するノズル管とを別のノズル管で構成してもよい。
【００１２】
また、プリフォームの水蒸気殺菌工程及び除水工程では、水蒸気殺菌及び除水の際の排水性に優れたプリフォームの姿勢であるプリフォームの口部を下に向けた倒立姿勢で行うのがよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の好ましい実施例を説明する。図１は実施例の作業工程を示すフロー図である。実施例のプリフォーム殺菌方法は、プリフォームからプラスチック容器を成形する直前に水蒸気を使ってプリフォームの殺菌が行われる。このプリフォーム殺菌方法は、典型的には、ＰＥＴボトルの成形に適用される。また、このプリフォーム殺菌方法を適用した後ブロー成形したＰＥＴボトルには、好ましくは、ミネラルウオータ、果汁飲料、炭酸飲料などタンパク質を含まない飲料が充填される。
【００１４】
図３を参照してプリフォーム１は、殺菌工程では口部２を下に向けた倒立状態で保持され、そして、鉛直方向に延びるノズル管３がプリフォーム１の口部２から挿入され、ノズル管３の上端が、プリフォーム１の頂部３の近傍に位置した状態で位置決めされる。
【００１５】
すなわち、ノズル管３は、細長い有底のチューブで構成され、ノズル管３の上端は閉塞されている。このノズル管３は、閉塞した上端部３ａを上に向けた状態で鉛直方向に起立した状態で配置されており、このノズル管３の軸線とプリフォーム１の軸線とが一致した状態で、ノズル管３の中にプリフォーム１が挿入され、又は定置したプリフォーム１に対してノズル管３が下降して図２の状態に位置決めされる。
【００１６】
ノズル管３には、上端部３ａ及びその先端部３ｂに複数の小孔４が穿設されており、ノズル管３には常圧の水蒸気が供給され、この水蒸気は小孔４を通じてプリフォーム１の内部に噴射される。ノズル管３の小孔４は、プリフォーム１の内面１ａを均一に加熱できるように実験により決定すればよい。
【００１７】
プリフォーム１の殺菌工程は、ノズル管３を通じて常圧蒸気を噴射してプリフォーム１の内面１ａを加熱する第1工程と、ノズル管３を通じてエアを噴射してプリフォーム１の内面１ａを除水する第２工程とを含み、この第２工程の除水では、ノズル管３を通じてエアを噴射しながら、ノズル管３をプリフォーム１に対して相対的に上下動させるようにするのが好ましい。このようにノズル管３を上下に相対移動しながらプリフォーム１の内面１ａに向けてガスを噴射することにより的確にプリフォーム１の内面１ａを除水することができる。なお、プリフォーム１の内面１ａを除水つまり乾燥させるのにエアの代わりに、窒素ガスなど比較的安価に入手でき且つ残留しても人体に害を与えたり飲料の味を変化させることのないガスを用いてもよい。
【００１８】
殺菌工程で行われる、水蒸気を使った殺菌工程と、その後のエアなどのガスを使った除水工程とを、上述したように共通のノズル管３を使って行ってもよいが、殺菌工程と除水工程とを別のノズル管を使って行うようにしてもよい。この場合、殺菌工程と除水工程とを同一のステーションで行うようにしてもよいが、これを別のステーションつまり第１ステーションで殺菌工程を行い、この第１ステーションに隣接した次の第２ステーションで除水工程を行うようにしてもよい。
【００１９】
プリフォーム１の加熱条件は、プリフォーム１の材料（ＰＥＴ）が軟化を開始するガラス転移点温度を考慮して設定される。すなわち、プリフォーム１の外面１ｂがガラス転移点温度を超えないことを条件に、プリフォーム１の内面１ａの温度がガラス転移点温度よりも高くなった状態を必要最小限又はプリフォーム１の外面１ｂがガラス転移点を超えない範囲で所定時間継続するように設定される。
【００２０】
殺菌時間は、殺菌対象によって異なるが、下記の式によって求められる。
【００２１】
Ｆr＝Ｆi×１０−{(Tr-Ti)/Z}
【００２２】
ここに、Ｆrは殺菌時間であり、Ｆiは基本の殺菌時間（秒）であり、Ｔrは実施する殺菌温度であり、Ｔiは実施する基本の温度であり、Ｚ値は殺菌時間を1/10にするのに必要な温度である。例えばＺ＝５℃とは、５℃高い温度で実施すれば殺菌時間を1/10に短縮しても同じ殺菌効果が得られる温度である。なお、カビや酵母に関してはＺ＝５℃と言われている。
【００２３】
例えば、カビ、酵母に関する殺菌条件が６５℃×１０分（６００秒）であれば、実施する殺菌温度を８５℃であるとして上記式に基づいて計算すれば、
Ｆr＝６００×１０−{(85-65)/5}
＝６００／１０４
＝０．０６（秒）となる。
【００２４】
実験では、約１００℃の常圧蒸気を使って２秒間小孔４を通じて噴射し（蒸気量は約３kg/ｈ）、その直後に、５秒間除菌エアを小孔４を通じて噴射して（約８０m/s）、プリフォーム１の内面１ａを乾燥させた。
【００２５】
この殺菌工程でのプリフォーム１の内面１ａ及び外面１ｂの温度変化を図３に示す。図３の実線はプリフォーム１の内面１ａの温度変化を示し、一点鎖線はプリフォーム１の外面１ｂの温度変化を示し、二点鎖線はＰＥＴのガラス転移点温度を示す。
【００２６】
図３のグラフからプリフォーム１の内面１ａの温度がガラス転移点温度を超えている時間は約２秒であり、その間、外面外面１ｂの温度がガラス転移点温度よりも大きく下回っていることが分かる。したがって、この蒸気殺菌によってプリフォーム１が軟化したり変形することはない。
【００２７】
また、上記殺菌工程を実施していないプリフォームと、上記殺菌工程を実施したプリフォームの含水率を示したのが下記の表１である。そして次の表２は、殺菌工程を実施していないプリフォームをブロー成形することにより得た断面矩形の２リットル入りＰＥＴボトル及び殺菌工程を実施したプリフォームをブロー成形することにより得た断面矩形の２リットル入りＰＥＴボトルに関する各種計測値を示す。
【表１】
2007111886.tif 000003
【表２】
2007111886.tif 000004
【００２８】
上記表１及び表２において、上段は平均値であり、下段の括弧で囲んだ数値は標準偏差である。ここに、標準偏差とは、既知のようにバラツキを表す尺度であり、測定値と平均値の差の２乗の総和をサンプル数で割った数値の平方根である。また、表２に見られる「正面」とは、断面矩形ボトルの４つの側面のうち、相対的に長尺の側面を意味し、「側面」とは、相対的に短尺の側面を意味している。
【００２９】
上記表１及び表２から、プリフォーム１の成形性に影響を与えるプリフォーム１の含水率やブロー成形で得られたＰＥＴボトルの厚み分布や結晶化度、耐熱性が殆ど変化していないことが分かる。
【００３０】
以上のことから、実施例の水蒸気を使った殺菌方法によれば、プリフォーム１に悪影響を与えることなく短時間に殺菌でき且つ水蒸気を使った殺菌であることから殺菌剤が残留する虞は全く無い。また、プリフォーム１の殺菌を実施し且つその殺菌によって殺菌剤が残留することが全く無いことから、これを使ってブロー成形したＰＥＴボトルの殺菌条件を緩和することができ、このＰＥＴボトルを殺菌する装置を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例のフロー図であり、プリフォームをブロー成形したＰＥＴボトルに飲料を充填してキャップを閉めるまでの一連の作業工程を説明するための図である。
【図２】図１に示すプリフォームの蒸気殺菌及びその直後の除水工程で行われる作業を説明するための図である。
【図３】図１に示すプリフォームの蒸気殺菌及びその直後の除水工程を実行したときのプリフォームの内面及び外面の温度変化をプロットしたグラフである。
【図４】従来のフロー図であり、プリフォームをブロー成形したＰＥＴボトルに飲料を充填してキャップを閉めるまでの一連の作業工程を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    プリフォーム
１ａ  プリフォームの内面
１ｂ  プリフォームの外面
２    プリフォームの口部
３    ノズル管
３ａ  ノズル管の閉塞した上端部
４    ノズル管の小孔
【図１】
2007111886.tif 000005
【図２】
2007111886.tif 000006
【図３】
2007111886.tif 000007
【図４】
2007111886.tif 000008